本實用新型涉及一種內(nèi)燃機廢氣能量再利用裝置，尤其涉及一體式蝸殼、氣動密封的動力渦輪裝置。

背景技術：

動力渦輪單元是一種將內(nèi)燃機廢氣能量轉換為機械能的裝置，通常安裝在發(fā)動機排氣端，利用發(fā)動機廢氣的余壓驅動渦輪旋轉，再通過減速裝置減速使動力能夠用作機械能輸出或發(fā)電，提高了內(nèi)燃機的能量效率。動力渦輪技術出現(xiàn)時間比較長，但是由于與發(fā)動機匹配的效果以及成本及制造的難度等因素影響了這項技術的實施，目前國內(nèi)尚無成熟產(chǎn)品，國外也只有零星機型才使用。本實用新型采用一體鑄造的蝸殼，極大的降低了成本，采用氣動密封降低了密封成本且提高了密封裝置的可靠性，使得動力渦輪的大規(guī)模推廣使用成為了可能。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一體式蝸殼、氣動密封的動力渦輪裝置，此裝置能夠將內(nèi)燃機的廢氣進行充分的利用，而且采用氣動密封降低了密封成本且提高了密封裝置的可靠性，采用一體鑄造成型工藝，降低了成本。

為了解決上述技術問題，本實用新型提出以下技術方案：一體式蝸殼、氣動密封的動力渦輪裝置，它包括蝸殼，所述蝸殼的一側端面內(nèi)部固定安裝有導向輪，所述導向輪后端設置有渦輪，所述渦輪通過浮動軸承及止推軸承支撐安裝在蝸殼內(nèi)部，所述渦輪主軸末端通過過盈配合安裝有渦輪輸出齒輪，渦輪輸出齒輪通過鎖緊螺母鎖緊固定，所述渦輪的主軸上還套裝有第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)，所述第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)配套蝸殼中間腔室內(nèi)壓縮空氣形成氣動密封。

所述導向輪采用不銹鋼鑄造而成，并通過彈性圓柱銷和第一擋圈固定安裝在蝸殼的內(nèi)臺階安裝槽上。

所述止推軸承通過第二擋圈固定，所述渦輪的主軸上還套裝有第一止推套和第二止推套，所述第一止推套和第二止推套能夠限定止推軸承油膜厚度。

所述渦輪輸出齒輪與一個開放式對稱支撐的高轉速液力偶合器相嚙合，液力偶合器安裝在與蝸殼連接的偶合器左機匣和偶合器右機匣內(nèi)，由左圓錐滾子軸承和右圓錐滾子軸承對稱支撐，液力偶合器上安裝一個偶合器輸出齒輪，實現(xiàn)了動力渦輪動力的柔性輸出。

所述蝸殼為一體式鑄造成型，可通入壓縮空氣將廢氣區(qū)與機油區(qū)隔離，減少了機油的溫升。

所述偶合器左機匣與蝸殼接觸的位置通過第一定位套定位，在其接觸面安裝有密封墊；所述偶合器左機匣和偶合器右機匣接觸的位置設置有第二定位套，在其接觸面安裝有第二密封圈和第五密封圈。

所述偶合器輸出齒輪與右圓錐滾子軸承接觸面設置有調(diào)整墊片，所述偶合器輸出齒輪通過齒輪壓蓋定位在齒輪中末端，所述齒輪壓蓋通過鎖緊螺栓固定。

所述偶合器右機匣上安裝有第三密封圈和第四密封圈。

本實用新型有如下有益效果：

本實用新型結構緊湊，每個型號可以滿足較寬的排量范圍發(fā)動機使用，通過調(diào)整減速齒輪傳動比，可以得出最優(yōu)的發(fā)動機功率輸出。采用本技術的發(fā)動機，經(jīng)濟轉速范圍內(nèi)可節(jié)約燃油3%-8%，提高最大扭矩5-12%，。采用一體式蝸殼，氣動密封的方式使其成本較低，成本僅占發(fā)動機整機成本的6%左右。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型主剖視圖。

圖2 是本實用新型工作過程原理圖。

圖中：導向輪1、第一擋圈2、彈性圓柱銷3、蝸殼4、渦輪5、第一活塞環(huán)6、第二活塞環(huán)7、浮動軸承8、第一定位套9、密封墊10、第一密封圈11、第一止推套12、第二擋圈13、止推軸承14、第二止推套15、渦輪輸出齒輪16、鎖緊螺母17、偶合器左機匣18、第二密封圈19、左圓錐滾子軸承20、偶合器右機匣21、液力偶合器22、第三密封圈23、右圓錐滾子軸承24、調(diào)整墊片25、偶合器輸出齒輪26、齒輪壓蓋27、鎖緊螺栓28、第四密封圈29、第五密封圈30、第二定位套31。

A：壓縮空氣進口；B：發(fā)動機廢氣出口；C：機油出口。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。

如圖1-2，一體式蝸殼、氣動密封的動力渦輪裝置，它包括蝸殼4，所述蝸殼4的一側端面內(nèi)部固定安裝有導向輪1，所述導向輪1后端設置有渦輪5，所述渦輪5通過浮動軸承8及止推軸承14支撐安裝在蝸殼4內(nèi)部，所述渦輪5主軸末端通過過盈配合安裝有渦輪輸出齒輪16，渦輪輸出齒輪16通過鎖緊螺母17鎖緊固定，所述渦輪5的主軸上還套裝有第一活塞環(huán)6和第二活塞環(huán)7，所述第一活塞環(huán)6和第二活塞環(huán)7配套蝸殼中間腔室內(nèi)壓縮空氣形成氣動密封?？捎行Ы鉀Q傳統(tǒng)動力渦輪燒機油和結碳問題。

進一步的，所述導向輪1采用不銹鋼鑄造而成，并通過彈性圓柱銷3和第一擋圈2固定安裝在蝸殼4的內(nèi)臺階安裝槽上。

進一步的，所述止推軸承14通過第二擋圈13固定，所述渦輪5的主軸上還套裝有第一止推套12和第二止推套15，所述第一止推套12和第二止推套15能夠限定止推軸承14油膜厚度。

進一步的，所述渦輪輸出齒輪16與一個開放式對稱支撐的高轉速液力偶合器22相嚙合，液力偶合器安裝在與蝸殼連接的偶合器左機匣18和偶合器右機匣21內(nèi)，由左圓錐滾子軸承20和右圓錐滾子軸承24對稱支撐，液力偶合器上安裝一個偶合器輸出齒輪26，實現(xiàn)了動力渦輪動力的柔性輸出。

進一步的，所述蝸殼4為一體式鑄造成型，可通入壓縮空氣將廢氣區(qū)與機油區(qū)隔離，減少了機油的溫升。蝸殼內(nèi)作為氣動密封的壓縮空氣來源于渦輪增壓器壓氣機或低壓儲氣罐。

進一步的，所述偶合器左機匣18與蝸殼4接觸的位置通過第一定位套9定位，在其接觸面安裝有密封墊10；所述偶合器左機匣18和偶合器右機匣21接觸的位置設置有第二定位套31，在其接觸面安裝有第二密封圈19和第五密封圈30。

進一步的，所述偶合器輸出齒輪26與右圓錐滾子軸承24接觸面設置有調(diào)整墊片25，所述偶合器輸出齒輪26通過齒輪壓蓋27定位在齒輪中末端，所述齒輪壓蓋27通過鎖緊螺栓28固定。

進一步的，所述偶合器右機匣21上安裝有第三密封圈23和第四密封圈29。

本實用新型工作過程和工作原理為：

參見圖2，由于機油在第二活塞環(huán)處壓力較低，B處廢氣壓力因為為膨脹做功后壓力低于50KPa，所以在蝸殼上的壓縮空氣進氣口通徑設計得較小，兩個特殊設計的活塞環(huán)泄露量較小，所以發(fā)動機工作的時候對氣源渦輪增壓器壓氣機的影響較小，如果采用低壓儲氣罐作為氣源消耗的能量也比較小。對發(fā)動機的功率影響可忽略不計。

采用軸流式渦輪為扭曲葉片設計，轉速可達75000r/min，采用的開放式對稱支撐的液力偶合器轉速可達到12500 r/min。

通過上述的說明內(nèi)容，本領域技術人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改都在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本實用新型的未盡事宜，屬于本領域技術人員的公知常識。